Вариаторы: Казус без ступеней
Бесступенчатая трансмиссия обеспечивает постоянную работу двигателя на пике крутящего момента, а следовательно – оптимальную динамику разгона. Вариатор не разрывает потока мощности, тем самым минимизируя расход топлива. Наконец, работая по принципу «чем меньше крутящий момент двигателя, тем больше ресурс», вариаторы, казалось бы, должны были начисто вытеснить привычные ступенчатые коробки, уж по крайней мере в начальных сегментах А, В и С. Ан нет, темпы наступления не столь впечатляющи. Что ж, попробуем разобраться почему, а также ответить на другой вопрос: с какими проблемами может столкнуться владелец машины с новомодной трансмиссией.
Клиноременная передача
Первый серийный автомобиль, оснащенный вариатором, появился в уже далеком 1958 году. Модель DAF 600 по праву может называться пионером среди авто с клиноременной передачей. По сути трансмиссия Variomatic представляла собой ведущий и ведомый шкивы, соединенные клиновидным ремнем. Изменение крутящего момента обеспечивают хитрые шкивы. Ведущий устроен таким образом, что в зависимости от скорости вращения боковые плоскости шкива сжимаются и «выдавливают» клиновидный ремень ко внешнему радиусу. Ведомый шкив сконструирован по зеркальному принципу : чем больше центробежная сила, тем меньше радиус вращения ремня. Все просто и понятно: очень похоже на конструкцию КП гоночного велосипеда. Практически без изменений такая трансмиссия перекочевала на Volvo 343. Шведский автомобиль оснащался ею вплоть до 1980 года.
Главной и, пожалуй, единственной серьезной проблемой Variomatic был ограниченный ресурс клиновидного ремня. Вопрос практичности вариатора оставался открытым до тех пор, пока братья Ван Дорны не запатентовали ремень из наборных пластин. Кроме того, что многослойная конструкция оказалась сама по себе существенно выносливей, в пользу наборного ремня говорило еще и его функциональное своеобразие. Он не тянул муфту, а толкал, благодаря чему ресурс вариатора значительно увеличивался. Сегодня ремень Ван Дорна в бесступенчатых трансмиссиях своих автомобилей активно используют такие бренды, как MINI, Nissan, Honda.
Цепь – всему голова?
Несколько иначе ресурсную проблему решили специалисты Audi. Они соединили шкивы не ремнем, а цепью, логично предположив, что последняя в любом случае окажется долговечней. Однако, совладав с задачей прочности передаточного звена, они поставили новый вопрос – термоустойчивости. Вариатор отчаянно грелся. Инженеры ломали голову над тем, как остудить места контакта осей сочленения цепи со шкивом. Ясно, что все упиралось в качественный состав как самой цепи, так и смазывающей/охлаждающей жидкости. В течение 10 лет компании Audi и ZF боролись за будущее своего детища. Их усилия были вознаграждены: система Multitronic, оснащенная цепной передачей, нашла серийное применение в трансмиссии Audi А6.
Отметим, впрочем, что по способу передачи крутящего момента Multitronic относится к клиноременным вариаторам. Принцип работы трансмиссии ингольштадтского авто остался таким же, как и у DAF 600 более чем полувековой давности. Хотя, конечно, материалы, качество исполнения, надежность и, естественно, себестоимость Multitronic куда выше.
Extroid
Принцип работы так называемого тороидного вариатора сам по себе исключает промежуточное звено в виде ремня или цепи. Момент передается роликами, расположенными на соосных дисках. Передаточное число такой трансмиссии меняется путем изменения радиуса, по которому контактируют обоймы с роликами. Грубо говоря, скорость автомобиля, оснащенного тороидным вариатором, зависит от взаимоположения контактных роликов.
Такой механизм используется в бесступенчатой трансмиссии Extroid, установленной, например, на Nissan Cedric. Отметим, что в начале нового тысячелетия Extroid CVT заработала приз «Технология года 1999–2000». Изменить передаточное число вариатора в данном случае помогает гидравлика. По указке электронного блока управления она сдвигает роликовые обоймы по вертикали. Нарушенная в результате соосность дисков довершает начатое: ролик поворачивается самостоятельно.
Казалось бы, удачная и практичная конструкция. Однако и тут не обошлось без подводных камней. Из-за огромного давления в пятне контакта ролики довольно быстро разрушались. Тороидный вариатор оказался лицом к лицу с той же проблемой, что и клиноременный, – ограниченный срок службы. Методом научно-математического «тыка» инженерам пришлось изыскивать материалы для деталей вариатора Extroid. В конце концов вопрос надежности был разрешен, и ресурс тороидной трансмиссии стал сопоставим с заявленным ресурсом современного автомобиля. Однако это не преминуло сказаться на себестоимости вариатора, а в конечном счете и на цене трансмиссии Extroid.
Лучше чаще и дороже
Вариаторы требуют самого пристального внимания и бережного отношения. Помнить об этом следует постоянно. В противном случае автомобиль может серьезно ударить по кошельку владельца. Вот несколько примеров.
Эксплуатационный регламент Honda Jazz предписывает менять масло (CVT-F) в бесступенчатой трансмиссии каждые 45 тыс. км. Однако, как показывает практика, замену масла в вариаторе следует проводить через каждые 20 тыс. км, особенно если машине приходится чередовать рваный городской ритм с затяжными марш-бросками. Продолжительное движение по шоссе разогревает CVT. Как следствие масло быстро утрачивает рабочие свойства, и вариатор изнашивается. Стоимость же нового CVT вполне сопоставима с ценой немного поюзанного Jazz! Кстати сказать, ресурс вариатора – где-то 100 тыс. км. Не исключение и клиноременный вариатор, установленный на Honda HR-V. Он удобен, динамичен, чутко реагирует на изменение оборотов и, безусловно, надежен… Вот только не в сравнении с «механикой». По сервисной статистике, ресурс вариатора оказался раза в два ниже; кроме того, он кушает в два с половиной раза больше трансмиссионной жидкости. Если в ручную КП заливают 2 л, то в вариатор почти пять. Honda советует менять жидкость раз в 70 тыс. км. Практика показывает, что интервал желательно сократить как минимум до 30 тыс. км. Цена – $20 за литр оригинальной жидкости.
При всех преимуществах вариаторов в эксплуатации они обходятся дороже обычных «коробок»
Nissan Murano с клиноременным вариатором – один из самых частых посетителей профильных сервисных станций. Иногда бесступенчатая трансмиссия не выхаживает и 40 тыс. км пробега. Оживить нежданно-негаданно отказавшийся служить вариатор можно где-то за 150–200 тыс. руб. Из них 100 тыс. руб. придется отдать за оригинальный ремкомплект. Тут, как говорится, без вариантов.
Тише едешь – дальше будешь!
Стронуть автомобиль с места вариатору помогает гидротрансформатор или стартовое сцепление. В силу простоты конструкции и дешевизны чаще всего производители используют последнее. Следует помнить, что резкие ускорения стартовому сцеплению противопоказаны. Если в очередной раз, нажав на газ, вы ощутили дерганье и постукивание, а обороты двигателя стали скакать – это означает начало конца. Чаще всего этим страдают трансмиссии MINI первого поколения и Honda. Сцепление недорогое, а сам вариатор может еще послужить. Однако с заменой сцепления лучше не затягивать. Если вариатор «забуксовал», пиши пропало. Частый, но, как правило, бесполезный совет – заменить жидкость. Помогает совсем ненадолго. Найти вариатор на разборках очень трудно. А если повезет, то обойдется он вам тысячи в полторы долларов, не меньше. Качество же вариатора с разборки никто не гарантирует.
Кстати, вопреки распространенному мнению, в крайнем случае буксировать машину с вариатором можно. Правда, не более чем на 40 км со скоростью 30 км/ч, залив в коробку лишний литр жидкости. После такой поездки необходимо полностью заменить жидкость в КП.
Зерно сомнений
На каждое преимущество бесступенчатой трансмиссии в результате нашелся свой эксплуатационный пунктик. Непрерывный вой двигателя, работающего на оборотах максимального крутящего момента, многих водителей чуть не сводил с ума. В итоге автомобильные компании, идя навстречу покупателям, настраивают вариатор на более привычный режим «разгон – переключение». Что, естественно, нивелирует динамические преимущества вариатора. Бесступенчатая трансмиссия гарантирует более высокие эксплуатационные расходы. Это вызвано как сокращенным межсервисным интервалом обслуживания, так и использованием специальных продуктов, одобренных производителем. Существенный минус для российского рынка состоит в том, что автомобиль с вариатором – автомобиль одного (первого) владельца. Покупку вариаторной машины на вторичном рынке даже котом в мешке не назовешь. По словам «коробочников» столичных сервисных центров, это «попадалово в 90 процентах случаев». Что же касается использования бесступенчатой трансмиссии на сравнительно маломощных автомобилях, например гольф-класса, то и тут не все гладко…
На поверку
Подыскивая новый городской автомобиль на два-три года, мы бы, безусловно, остановились на машине с бесступенчатой трансмиссией. Ритм столичных дорог к ней располагает! А вот частое чередование загородных выездов с толкотней в трафике мегаполиса вряд ли положительно скажутся на годах жизни вариатора, а значит, отразятся на бюджете владельца. И уж тем более ни к чему смотреть в сторону бесступенчатой трансмиссии, когда речь идет о покупке б/у автомобиля. В сегменте секонд-хэнд «механика» или АКП выглядят предпочтительней вариатора.